Consciente que l’unité de compétitivité n’est plus l’entreprise mais toute la chaîne logistique contribuant à la réalisation du produit, les efforts consentis par l’entreprise se matérialisent, d’une part, par la volonté de maîtriser au mieux les activités de conception des produits et d’autre part, par la construction de collaborations entre tous les acteurs de la chaîne logistique participant au cycle de vie du produit. Cela a conduit à l’émergence d’une gestion collaborative du cycle de vie du produit appelée communément PLM. L’objet de cette thèse consiste à définir une démarche méthodologique pour répondre à la problématique suivante : Comment le PLM pourra t-il participer à l’optimisation de la chaîne logistique ? Nous adoptons, dans cette thèse, une approche hybride combinant PLM et modèles mathématiques pour optimiser les décisions de conception simultanée du produit et de sa chaîne logistique. Nous proposons des modèles conceptuels pour résoudre de manière formelle le compromis entre PLM et modèles mathématiques pour une optimisation de la chaîne logistique. Contrairement aux approches classiques centralisées utilisées pour traiter le problème intégré de conception du produit et de sa chaîne logistique et qui engendrent des modèles mathématiques compliqués, nous adoptons une démarche couplant des décisions centralisées quand il s’agit d’intégrer les contraintes des différents maillons de la chaîne logistique et une approche décentralisée quand il s’agit d’optimiser localement chaque maillon de la chaîne. Le mode décentralisé réduit la complexité de résolution des modèles mathématiques et permet à la chaîne logistique de répondre rapidement à l’évolution des conditions locales de chaque maillon. Le PLM joue le rôle d’intégrateur. En effet, le regroupement centralisé des informations par le PLM permet de prendre en considération la dépendance entre les maillons améliorant ainsi les résultats obtenus par optimisation locale. / AIt is recognized that competition is shifting from “firm versus firm” perspective to “supply chain versus supply chain” perspective. Therefore, the ability to optimize the supply chain is becoming the critical issue for companies to win the competitive advantage. Furthermore, all members of a given supply chain must work together to respond to the changes of market demand rapidly. In the actual context, enterprises not only must enhance their relationships with each others, but also need to integrate their business processes through product life cycle activities. This has led to the emergence of a collaborative product lifecycle management commonly known as PLM. The objective of this thesis is to define a methodological approach which answers to the following problematic: How can PLM contribute to supply chain optimization ? We adopt, in this thesis, a hybrid approach combining PLM and mathematical models to optimize decisions for simultaneous design of the product and its supply chain. We propose conceptual models to solve formally the compromise between PLM and mathematical models for supply chain optimization. Unlike traditional centralized approaches used to treat the problem of integrated design of the product and its supply chain which generate complex mathematical models, we adopt an approach combining centralized decisions while integrating the constraints of the different supply chain partners during the product design and decentralized decisions when it comes to locally optimize each supply chain partner. The decentralized approach reduces the complexity of solving mathematical models and allows the supply chain to respond quickly to the evolution of local conditions of each partner. PLM will assure the integration of the different supply chain partners. Indeed, the information centralization by the PLM enables to take into consideration the dependence between these partners, improving therefore local optimization results.

Product Lifecycle Management (PLM) is a holistic approach for managing product information throughout its life cycle. It integrates different concepts that have emerged due to changes in the manufacturing process as a result of globalization, increased competition, demand for more innovative products, and other reasons. These changes have leaded to a shift from a model with a single-location for product development to a model in which a complex network of specialized companies collaborate. This global collaborative PLM implies that companies from different parts of the world work together and must share information; hence the underlying PLM system is required to facilitate data management throughout this collaborative process. In addition, it is also necessary to address the challenges due to the new model being a distributed activity, as today this PLM system is a specialized distributed system. Maintaining data consistency can be challenging because collaborators can use heterogeneous PLM systems together with their own databases. The later cannot be shared due to the risks of exposing their knowledge base and business processes. Another consideration in global collaboration is that data is transmitted to remote locations. As a result network latency can be large; this can cause problems particularly when large files are exchanged, such as may be the case for CAD design models. This thesis proposes a solution enabling a global PLM which addresses the challenges described above. The approach consists of connecting collaborators’ nodes in a network that is constructed by grouping them with respect to intra-site latency. Each group implements a coordination mechanism based on the election of a node which is subsequently in charge of coordinating data access. The groups communicate via a publish-subscribe communication pattern, publishing and subscribing to events related to the resources being shared. The integration of the solution is through a Service-oriented Architecture (SOA) implementing web services that can be consumed by a PLM system. A prototype has been implemented and its applicability is analysed by evaluating its functionality in a collaborative scenario based on the Aras Innovator PLM platform. The evaluation was made by simulating the solution proposed and comparing it with a centralized approach. The results particularly showed that the proposed solution could reduce the intra-latency compared to a centralized approach if the collaborators are organized in collaborative groups, that exchange most of the information inside the group rather than intergroup. / Product Lifecycle Management (PLM) är en helhetssyn som hanterar produktinformation under deras hela livscykel. PLM integrerar olika koncept som har dykt upp på grund av förändringar i tillverkningsprocessen som en följd av globalisering, stor konkurrens, efterfrågan på mer innovativa produkter, och andra orsaker. Dessa förändringar har blyad till en övergång från en modell med en enda plats för produktutveckling till en modell där ett komplext nätverk av specialiserade företag samarbetar. Detta globala samarbete inom PLM innebär att företag från olika delar av världen arbetar tillsammans och delar information. Det underliggande PLM-systemet krävs att underlätta datahantering hela denna samverkande process. Dessutom är det också nödvändigt att hantera utmaningar beroende på den nya distribuerade modellen som gör PLM -system blir specialiserade distribuerade system. Underhålla uppgifter konsekvens kan vara en utmaning eftersom kollaboratörer kan använda heterogena PLM-system med sina egna databaser som inte kan delas på grund av riskerna för att utsätta sin kunskapsbas och affärsprocesser . En annan faktor i den globala samarbetet är att data överförs till avlägsna platser . Som ett resultat nätverksfördröjningen kan vara stora, vilket kan orsaka problem speciellt när stora filer utbyts, exempelvis CAD-modeller. Detta masterarbete föreslår en lösning för att möjliggöra en global PLM som tar upp de utmaningar som beskrivs ovan. Tillvägagångssättet består av anslutande kollaboratörer noder i ett nätverk som konstrueras genom att gruppera dem i förhållande till intra-site latens. Varje grupp genomför en mekanism för samordning grundas på valet av en nod som därefter ansvarar för samordningen av dataåtkomst. Grupperna kommunicerar via en publiceraprenumerera kommunikationen mönster av att publicera och prenumerera på händelser relaterade till de resurser som delas. Integrationen av lösningen är genom en Service-Oriented Architecture (SOA) genomföra webbtjänster som kan konsumeras av ett PLM-system. En prototyp har genomförts och dess användbarhet analyseras genom att utvärdera dess funktionalitet i en kollaborativ scenario baserat på Aras Innovator PLM-plattform. Resultaten visade att den föreslagna lösningen skulle kunna minska intra-latens jämfört med en centraliserad strategi om kollaboratörer är organiserade i kollaborativa grupper, varje grupp är ansvarig för utformningen ett delsystem av produkten och därmed utbyta mesta av informationen inom gruppen snarare än inter-gruppen.

Le travail de recherche présenté dans ce mémoire s’intéresse aux problèmes d’interopérabilité dans le domaine du Product Lifecycle Management (PLM) et vise à proposer une méthodologie capable d’y remédier. Nous définissons l’objectif stratégique du PLM comme la maîtrise de la complexité qui caractérise le développement et le suivi des produits. Dans ce cadre, l’objectif de l’interopérabilité est le contrôle des interactions entre constituants de ce système complexe PLM. Nous montrons que cet objectif est atteint si on assure la continuité et la conservation du flux sémantique qui circule dans le système. Notre étude est restreinte aux seuls domaines de la conception et de la production, mais a l’ambition de pouvoir s’appliquer à d’autres domaines. La continuité du flux sémantique est assurée par une architecture que nous avons baptisée « médiation multi-échelle orientée services ». Le cœur de cette architecture, le médiateur, se charge d’orienter les flux sémantiques vers les systèmes concernés, et met en correspondance sémantique les informations échangées en s’appuyant sur un méta-modèle d’unification. Nous montrons que pour assurer la robustesse, la flexibilité et l’agilité du système ainsi constitué, il faut privilégier le choix d’un méta-modèle standard générique et extensible. A cet effet, nous proposons une cartographie du standard STEP permettant de choisir le méta-modèle pertinent. Nous illustrons le choix et la définition de ce méta-modèle dans le cas de deux problèmes d’interopérabilité des domaines de la conception et de la production : l’interopérabilité CAO/PDM et l’interopérabilité PDM/ERP. Nous expliquons notre démarche dans la mise en œuvre de la norme PLCS. Par ailleurs, nous introduisons un modèle d’annotations sémantiques du produit qui permet de reconstruire des vues multiples correspondant à différents besoins métiers. Un ensemble de démonstrateurs permet de valider nos propositions et nos résultats. / Research work presented in this manuscript deals with interoperability issues in the domain of Product Lifecycle Management (PLM) and aims at proposing a methodology able to remedy it. We define the objective of PLM as the control of the complexity that characterizes the development and monitoring of the product. In this context, the objective of the interoperability is to control the interactions between components of this PLM complex system. We demonstrate that this objective is reached if we ensure the continuity and the conservation of the semantic flow inside the system. Our study is restricted to design and production fields, but can be extended to other domains. The continuity of the semantic flow is guaranteed by an architecture that we entitled “service-oriented multi-layered mediation”. The main part of this architecture, the mediator, takes care to orientate the semantic flows towards the adequate systems, and semantically connect the exchanged information by relying on an unification meta-model. We demonstrate that, to ensure the robustness the flexibility and the agility of the so-constituted system, the choice of a generic and extensible standard meta-model should be favored. We thus proposed a mapping of STEP standard allowing to choose the adequate meta-model. We illustrate the choice and the definition of this meta-model in the case of two interoperability problems in the design and production domains: the interoperability CAD/PDM and the interoperability PDM/ERP. We illustrate our methodology in the implementation of the PLCS standard. Moreover, we introduce a model of product semantic tags that allows to rebuild the multiple product views corresponding to different actor needs. A set of demonstrators validate our propositions and our results.

Le travail de recherche présenté dans ce mémoire s'intéresse aux problèmes d'interopérabilité dans le domaine du Product Lifecycle Management (PLM) et vise à proposer une méthodologie capable d'y remédier. Nous définissons l'objectif stratégique du PLM comme la maîtrise de la complexité qui caractérise le développement et le suivi des produits. Dans ce cadre, l'objectif de l'interopérabilité est le contrôle des interactions entre constituants de ce système complexe PLM. Nous montrons que cet objectif est atteint si on assure la continuité et la conservation du flux sémantique qui circule dans le système. Notre étude est restreinte aux seuls domaines de la conception et de la production, mais a l'ambition de pouvoir s'appliquer à d'autres domaines. La continuité du flux sémantique est assurée par une architecture que nous avons baptisée « médiation multi-échelle orientée services ». Le cœur de cette architecture, le médiateur, se charge d'orienter les flux sémantiques vers les systèmes concernés, et met en correspondance sémantique les informations échangées en s'appuyant sur un méta-modèle d'unification. Nous montrons que pour assurer la robustesse, la flexibilité et l'agilité du système ainsi constitué, il faut privilégier le choix d'un méta-modèle standard générique et extensible. A cet effet, nous proposons une cartographie du standard STEP permettant de choisir le méta-modèle pertinent. Nous illustrons le choix et la définition de ce méta-modèle dans le cas de deux problèmes d'interopérabilité des domaines de la conception et de la production : l'interopérabilité CAO/PDM et l'interopérabilité PDM/ERP. Nous expliquons notre démarche dans la mise en œuvre de la norme PLCS. Par ailleurs, nous introduisons un modèle d'annotations sémantiques du produit qui permet de reconstruire des vues multiples correspondant à différents besoins métiers. Un ensemble de démonstrateurs permet de valider nos propositions et nos résultats.

Le système PLM est l’un des outils stratégiques de l’entreprise. Ces systèmes sont sujets à des changements récurrents dans l’entreprise. Les évolutions organisationnelles, le changement de l’offre produit ou encore le remplacement de logiciels PLM peuvent déclencher l’évolution du système d’information PLM. Une des structures les plus importantes dans les systèmes PLM est le modèle du produit, autour duquel s’articule les informations et processus. C’est autour du modèle produit que se concentrent nos recherches. Les causes d’évolution des modèles produits sont des éléments signifiants qui différencient les étapes de la démarche à suivre. Les méthodes d’IDM sont utilisées afin de formaliser la transformation des modèles. En plus, cette démarche bénéfice d’un cadre de similarité spécialement développé pour la configuration de produit. Un exemple industriel est illustré et résolu en appliquant cette démarche. Il s’agit de l’évolution d’un système gérant les modèles spécifiques de produit vers un système qui est capable de construire et d’utiliser les modèles génériques de produit. Un outil informatique support à nos travaux est développé dans le cadre d'Eclipse. / PLM systems are among the strategic components of enterprise’s information system architecture. These systems undergo frequent evolutions of enterprise. Organizational evolution or product offer variation as well as PLM application replacement may launch PLM systems’ evolution.One of the important structures in PLM systems is the product configuration, which organize and structure all product’s information and processes. Our research activities concern product model evolution. Reasons of product model evolution specify the appropriate methodology and necessary steps in order to handle it. MDE methods are used to formalize the model transformation process.Moreover, our methodology contains a specific similarity framework dedicated to product configuration. An industrial example was illustrated and resolved by this methodology. The problematic of this example is the migration of a system which manage only specific product configuration to a new system that is capable to construct and use generic models of product.

Weltweit führende Hersteller von Markenprodukten sind ihrem Anspruch verpflichtet, Benchmark der Branche für Qualität, Design, Innovation und Gebrauchswert ihrer Produkte zu sein. Dieses Ziel zu wettbewerbsfähigen Preisen und in immer kürzeren Innovationszyklen zu erreichen, ist kein zufälliges Ergebnis, sondern das Resultat visionärer Unternehmensstrategien, die schon früh auf standardisierte Produktentstehungsprozesse und durchgängige, unterstützende IT-Systeme im Rahmen eines konsequenten Product Lifecycle Management (PLM) setzen.

Weltweit führende Hersteller von Markenprodukten sind ihrem Anspruch verpflichtet, Benchmark der Branche für Qualität, Design, Innovation und Gebrauchswert ihrer Produkte zu sein. Dieses Ziel zu wettbewerbsfähigen Preisen und in immer kürzeren Innovationszyklen zu erreichen, ist kein zufälliges Ergebnis, sondern das Resultat visionärer Unternehmensstrategien, die schon früh auf standardisierte Produktentstehungsprozesse und durchgängige, unterstützende IT-Systeme im Rahmen eines konsequenten Product Lifecycle Management (PLM) setzen.

Syfte – Syftet med denna studie är att underlätta implementeringen av produktlivscykelhantering (product lifecycle managmenet (PLM)) genom att öka förståelsen för vilka förmågor som krävs av organisationer när de ersätter ett produktlivscykelhanteringssystem (product lifecykle managament system (PLMS)) och vilka aktiviteter som realiserar dessa förmågor. Metod – Studien är en kvalitativ fallstudie och observerade en ersättning av ett PLMS på ett företag inom fordonsindustrin i Sverige. Intervjuer hölls med projektledare, affärsarkitekter, affärsanalytiker, utvecklare och användare, alla involverade i eller hade kunskap om den studerade systemersättningen. Totalt genomfördes 21 intervjuer och resultat genererades genom en tematisk analys. Resultat – Studien resulterade i sex domäner (1) business process and practice, (2) communication, (3) people, (4) user experience, (5) technology, och (6) system management bestående av förmågor som krävs av organisationer vid en PLMS-ersättning. Sammanlagt identifierades 15 förmågor underbyggda av 42 aktiviteter och samtliga domäner och förmågor är sammanfattade i ett utvecklat ramverk.   Teoretiska Bidrag och Praktiska Implikationer – Studien bidrar med en grundlig genomgång av den befintliga litteraturen inom PLMS-implementering, en empirisk studie av PLMS-ersättning samt vidareutveckling och upptäckt av domäner som presenteras i ett ramverk. Dessutom hjälper ramverket chefer att utvärdera om organisationer besitter de förmågor som gör att de kan utföra de aktiviteter som krävs för PLMS-ersättningar eller inte.  Begränsningar och Framtida Forskning – Studien begränsas av en fallstudie av en PLMS-ersättning i en tidig fas. Därför rekommenderas framtida forskning att validera och utöka studiens resultat i andra sammanhang. Det är också av praktiskt intresse att kartlägga aktörer inom en PLMS-ersättning och undersöka när, hur ofta och av vem aktiviteter som stöder förmågorna ska genomföras. Nyckelord – Product lifecycle management; Product lifecycle management system; Product data management; System implementation; System replacement. / Purpose – The purpose of this study is to facilitate the implementation of a product lifecycle management (PLM) approach by enhancing the understanding of what capabilities are required by organizations when replacing a product lifecycle management system (PLMS) and what activities realize these capabilities.  Method – The study employed an abductive single case-study approach, observing a PLMS replacement effort within the automotive industry in Sweden. Interviews were held with project managers, business architects, business analysts, developers, and superusers, all involved with or had knowledge about the studied replacement effort. In total, 21 interviews were conducted, and results were generated through a thematic analysis. Findings – The study resulted in six domains (1) business process and practice, (2) communication, (3) people, (4) user experience, (5) technology, and (6) system management consisting of capabilities that are required by organizations when replacing PLMS. In total, 15 capabilities underpinned with 42 activities were identified, and the domains and capabilities were summarized in a developed framework.  Theoretical Contribution and Practical Implications – The study contributes with a thorough review of the existing literature on PLMS implementation, an empirical study of PLMS replacement, and further development and discovery of domains presented in a framework. Furthermore, the framework assists managers in evaluating whether organizations possess the capabilities that allow them to perform the activities needed for PLMS replacements or not.  Limitations and Further Research – The study is limited by a single case study of a PLMS replacement effort in an early phase. Therefore, future work to validate and extend the study’s findings in other contexts is recommended. Also, mapping actors within a PLMS replacement effort and investigating when, how often, and, by whom activities underpinning the capabilities should be performed is of practical interest.   Keywords – Product lifecycle management; Product lifecycle management system; Product data management, System implementation; System replacement.

The huge landfills from solid waste generated by the massive utilisation of different products from domestic sources are badly affecting the environment. About 70% of the solid municipal waste, two thirds of which comprises of household waste, is dumped as landflll all over the world. For efficient product lifecycle management via upgrade, maintenance, reuse, refurbishment, and reclamation of components etc., storage of product related information throughout its lifecycle is indispensable. Efficient use of information technology integrated with product design can enable products to manage themselves in a semiautomatic and intelligent manner. It means that products themselves should contain informationú that what to do with them when they are of no use. More advanced products may locate themselves and communicate with their recyclers through internet or some other communication technology. In this regard, different types of technologies have been investigated. These technologies are broadly classified as passive embedded information devices and active embedded information devices. Methods of automatic identification in combination with information technology can act as passive Embedded Information Devices (EID) to make products intelligent enough in order to manage associated information throughout their life cycles. Barcodes, Radio Frequency Identification tags, and a new technology called i-button technology were investigated as possible candidates for passive EIDs. The ibutton technology from the perspective of product lifecycle management is presented for the very first time in the literature. Experiments demonstrated that RFID and i-button technologies have potential to store not only the static but dynamic data up to some extent, such as small maintenance logs. As passive EIDs are unable to store the sensory data and detailed maintenance logs regarding a product, therefore, in addition to these demonstrators for passive EIDs, an advanced active EID demonstrator for lifecycle management of products with high functional complexity is also presented. Initially, the idea is presented as smart EID system that r~cords the sensory data of a refrigerator compressor and stores the detailed maintenance logs into the product itself. However, this idea is extended as intelligent EID that is implemented on a gearbox in order to predict the gearbox lifetime under an accelerated life test. This involves developmen,t of a novel on-chip life prediction algorithm to predict the gearbox lifetime under accelerated life testing scenario. The algorithm involves a combination of artificial neural networks and an appropriate reliability distribution. Results of accelerated life testing, simulation for the choice of appropriate reliability distribution and the life prediction algorithm are presented. Bi-directional communication software that is developed in order to retrieve lifecycle data from the intelligent EID and to keep intelligent EID updated is also explained. Overall, embedded information devices can be proposed as a good solution to support a sustainable approach to lifecycle management.

The thesis is focused on developing a set of work standards or framework to the company, Isaberg Rapid which has changed its parent company and because of it lost many of its experienced employees. Subsequently a lot of implicit knowledge is lost along with the employees, which later became evident when challenges recurred in production. The aim of the research project is to create a proof methodology to avoid this loss by storing this tacit knowledge for any references, even if the employees involved with the product are lost.